量子信息中的腔QED方案简介 被引量：14

1

作者 曹卓良 李英群 +1 位作者 汪贤才 杨名 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期244-256,共13页

在量子信息领域,腔量子电动力学(Cavity—QED)方案被认为是最有效的量子信息方案之一。随着技术的发展,越来越多的量子信息处理过程可通过腔-QED方案在实验上实现,例如,纠缠态的制备和量子逻辑门的实现。这里,我们将腔-QED的发展作一综... 在量子信息领域,腔量子电动力学(Cavity—QED)方案被认为是最有效的量子信息方案之一。随着技术的发展,越来越多的量子信息处理过程可通过腔-QED方案在实验上实现,例如,纠缠态的制备和量子逻辑门的实现。这里,我们将腔-QED的发展作一综述。腔-QED方案的核心就是腔场和原子的相互作用。根据原子的跃频率和场模频率的关系,我们可以将上述相互作用分为两大类:共振相互作用(原子的跃迁频率等于场模频率)和失谐相互作用(原子的跃迁频率与场模频率的失谐量很大)。从这两不同的方案出发,我们都可以实现:纠缠态的制备、未知量子态的隐形传输和量子逻辑门的构建。但是在共振相互作用中,量子信息处理过程对腔的Q值要求很高,这就使得实验实现很困难。而大失谐相互作用对腔的Q值要求大大降低,使得实验实现成为可能。通过比较,我们认为,大失谐方案为量子信息处理开辟了广阔的前景,使量子网络和量子计算机在不久的将来成为可能。 展开更多

关键词 腔量子电动力学 量子光学 纠缠态 量子隐形传态 逻辑门 量子网络

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腔QED制备三原子W态的一般方案(英文) 被引量：7

2

作者 王长春 宋伟 +1 位作者 俞本立 曹卓良 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期47-52,共6页

本文提出了一个基于腔QED技术的制备三原子最大W态的一般方案。通过讨论表明三个原子不论是被同时注入腔中还是在不同的时刻被注入腔中我们都能得到三原子最大W态。

关键词 量子纠缠 W态 腔qed

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概率隐形传送原子态的腔QED方案 被引量：6

3

作者 方曙东 汪贤才 王长春 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期459-463,共5页

提出一个能够在实验上可以实现的未知原子态隐形传态的方案。该方案利用一个高Q值的光学谐振腔作为辅助系统,利用单个二能级原子和单模光场的相互作用实现未知原子态的隐形传态。方案中我们只需调节原子和腔场的相互作用时间。隐形传态... 提出一个能够在实验上可以实现的未知原子态隐形传态的方案。该方案利用一个高Q值的光学谐振腔作为辅助系统,利用单个二能级原子和单模光场的相互作用实现未知原子态的隐形传态。方案中我们只需调节原子和腔场的相互作用时间。隐形传态的成功概率等于作为量子通道的叠加态的较小系数的模方的两倍。 展开更多

关键词 量子光学 量子隐形传态 纠缠原子态 腔qed技术

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基于腔QED制备三原子W纠缠态 被引量：5

4

作者 张蕾 郝丹辉 强稳朝 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期685-691,共7页

基于腔量子电动力学(QED),提出了一种利用Ξ-型三能级原子与单模腔场发生非共振相互作用制备三原子W纠缠态的方案。该方案要求三个三能级原子和一个单模腔场,腔场最初处于真空态,与腔场作用的第一个和第二个原子最初均处于激发态,第三... 基于腔量子电动力学(QED),提出了一种利用Ξ-型三能级原子与单模腔场发生非共振相互作用制备三原子W纠缠态的方案。该方案要求三个三能级原子和一个单模腔场,腔场最初处于真空态,与腔场作用的第一个和第二个原子最初均处于激发态,第三个原子处于基态。分析和讨论了该方案的实验可行性以及失谐量δ对保真度的影响。研究结果表明:1)当原子与腔场之间的相互作用时间不同时,获得该纠缠态的保真度以及相应的成功几率不同,通过选择合适的原子与腔场之间的相互作用时间可以获得具有最大保真度的W纠缠态;2)在耦合常数不同的情况下,失谐量δ对保真度的影响程度不同。此外,研究表明该方案可以推广至制备任意分权重的W态。 展开更多

关键词 量子光学 量子纠缠 W纠缠态 非共振 腔量子电动力学 保真度

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在双模腔QED系统中用原子-腔共振相互作用实现三量子比特Toffoli门(英文) 被引量：2

5

作者 唐世清 张登玉 +2 位作者 高峰 谢利军 詹孝贵 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期548-554,共7页

提出了一种在腔QED系统中用一个五能级原子通过原子-腔共振相互作用实现三量子比特Toffoli门的方案。在该方案中,两个量子化的腔模充当控制比特,而原子的两个低能态构成目标比特。数值结果表明,当同时考虑原子高能态的自发辐射和腔模的... 提出了一种在腔QED系统中用一个五能级原子通过原子-腔共振相互作用实现三量子比特Toffoli门的方案。在该方案中,两个量子化的腔模充当控制比特,而原子的两个低能态构成目标比特。数值结果表明,当同时考虑原子高能态的自发辐射和腔模的衰减对量子门保真度的影响时,腔场的衰减是主要的噪声来源。讨论了原子-光场耦合常数的偏差对三量子比特Toffoli门保真度的影响以及方案在实验上的可行性。 展开更多

关键词 量子信息 三量子比特Toffoli门 腔qed 保真度

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腔QED中cluster相干态的产生(英文) 被引量：2

6

作者 李虎 张彩云 潘桂侠 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期175-179,共5页

提出一个在腔QED中产生cluster-型纠缠相干态的方案。基于三能级A型原子和双模腔场之间的大失谐相互作用,原子的自发辐射可以忽略。此外,腔场的初态是真空态。在这个方案中,对原子进行测量后,能够产生腔场cluster-型纠缠相干态,并讨论... 提出一个在腔QED中产生cluster-型纠缠相干态的方案。基于三能级A型原子和双模腔场之间的大失谐相互作用,原子的自发辐射可以忽略。此外,腔场的初态是真空态。在这个方案中,对原子进行测量后,能够产生腔场cluster-型纠缠相干态,并讨论了实验的可行性。 展开更多

关键词 量子光学 cluster态 纠缠相干态 双模腔 腔qed

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传送两原子直积态的腔QED方案(英文) 被引量：1

7

作者 吴韬 何娟 +1 位作者 倪致祥 叶柳 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期213-216,共4页

本文提出一个基于原子和腔场共振相互作用传送未知原子直积态的腔QED方案,原子和腔场通过J-C哈密顿量发生共振相互作用.在这个方案里,我们只需要用两个原子接受被传送的原子态以及两个单模腔作为量子通道.该方案既不需要贝尔态测量,也... 本文提出一个基于原子和腔场共振相互作用传送未知原子直积态的腔QED方案,原子和腔场通过J-C哈密顿量发生共振相互作用.在这个方案里,我们只需要用两个原子接受被传送的原子态以及两个单模腔作为量子通道.该方案既不需要贝尔态测量,也不需要任何操作重构纠缠初态,并且传送成功的概率为100%.这个方案也可以推广到传送n个原子的直积态. 展开更多

关键词 传送 直积态 腔qed 量子隐形传送

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实现量子SWAP门的腔QED方案(英文) 被引量：1

8

作者 何娟 叶柳 倪致祥 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期579-582,共4页

提出一个基于两个三能级原子和单膜腔场大失谐相互作用来实现两比特量子SWAP门的腔QED方案。在这个方案里,两个全同三能级原子同时与单膜真空腔场发生大失谐相互作用,并辅助了经典场对原子施行单比特操作。此外,在整个作用过程中,腔场... 提出一个基于两个三能级原子和单膜腔场大失谐相互作用来实现两比特量子SWAP门的腔QED方案。在这个方案里,两个全同三能级原子同时与单膜真空腔场发生大失谐相互作用,并辅助了经典场对原子施行单比特操作。此外,在整个作用过程中,腔场态一直处于虚激发,原子和腔场之间没有信息交换,因此对腔的品质要求大大降低。在目前的腔QED技术条件下,该方案是可以实现的。 展开更多

关键词 量子信息 量子SWAP门 腔qed 大失谐

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基于两原子同时和腔场共振作用制备两原子纠缠态的腔QED方案(英文) 被引量：1

9

作者 朱辉 吴韬 倪致祥 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期524-528,共5页

我们提出了一个将两个远离的原子制备成纠缠态的腔QED方案,该方案基于两个原子同时和一个腔场发生共振作用.在这个方案里,我们利用一个事先制备好的纠缠态将另外两个分离的原子制备成纠缠态.该方案仅包含两个原子和腔场的共振相互作用,... 我们提出了一个将两个远离的原子制备成纠缠态的腔QED方案,该方案基于两个原子同时和一个腔场发生共振作用.在这个方案里,我们利用一个事先制备好的纠缠态将另外两个分离的原子制备成纠缠态.该方案仅包含两个原子和腔场的共振相互作用,不需要用腔场存储量子信息,并且原子和腔场作用时间极短.因此,我们的方案基于目前的腔QED技术是可以实现的. 展开更多

关键词 量子纠缠态 腔qed 共振相互作用

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用腔场QED技术隐形传送未知原子态(英文) 被引量：1

10

作者 陈美锋 马宋设 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期475-479,共5页

提出一种方案用于隐形传送未知原子态,方案基于两个耦合双能级原子与一个单模腔场的非共振相互作用。方案要求腔场处于相干态,这使得方案容易实现。原子与相干腔场相互作用以后,腔场仍然处于相干态,通过探测原子的状态,即可将一个未知... 提出一种方案用于隐形传送未知原子态,方案基于两个耦合双能级原子与一个单模腔场的非共振相互作用。方案要求腔场处于相干态,这使得方案容易实现。原子与相干腔场相互作用以后,腔场仍然处于相干态,通过探测原子的状态,即可将一个未知原子态隐形传送。方案也可以用于隐形传送未知原子纠缠态。 展开更多

关键词 量子光学 量子隐形传态 腔qed 原子态 原子纠缠态 耦极 耦极相互作用

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通过腔QED实现高效的两原子的受控位相门 被引量：2

11

作者 苏晓琴 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期621-627,共7页

量子计算是近年来新出现的计算技术,具有非常好的发展前景。任何量子计算都能够被简化到一个门序列,而量子计算要利用某种物理体系来实现。介绍了一种通过腔QED实现高效的两原子的受控位相门的方案。此方案中,原子跃迁与腔模处于大失谐... 量子计算是近年来新出现的计算技术,具有非常好的发展前景。任何量子计算都能够被简化到一个门序列,而量子计算要利用某种物理体系来实现。介绍了一种通过腔QED实现高效的两原子的受控位相门的方案。此方案中,原子跃迁与腔模处于大失谐,因此原子自发辐射的影响得到了极大的抑制,从而提高了成功几率。而保真度取决于α、β、γ、δ几个常数的取值,数值计算结果表明我们的方案具有比较高的保真度,其保真度的平均值F=0．982318。该方案有一定的实验可行性,有望得到实验上的验证。 展开更多

关键词 量子光学 量子信息 量子计算 腔qed 量子相位门 CPF门

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基于腔QED系统的几何量子失谐及其传送（英文） 被引量：1

12

作者 王丽萍 吴韬 《原子与分子物理学报》 北大核心 2017年第4期704-710,共7页

研究了基于腔量子电动力学(腔QED)系统的几何量子失谐及其传送.该系统包括两个独立的子系统,每个子系统由两个二能级原子与单模腔共振相互作用.结果表明,所有初始存储在原子A_1A_2中的几何量子失谐最终被转移到原子B_1B_2和腔C_1C_2.同... 研究了基于腔量子电动力学(腔QED)系统的几何量子失谐及其传送.该系统包括两个独立的子系统,每个子系统由两个二能级原子与单模腔共振相互作用.结果表明,所有初始存储在原子A_1A_2中的几何量子失谐最终被转移到原子B_1B_2和腔C_1C_2.同时,原子A_1A_2,B_1B_2和腔C_1C_2的几何量子失谐在该量子系统中可以发生猝死(DSD)以及纠缠突然死亡(ESD).但是,在该量子系统中几何量子失谐不能完全由于原子的自发辐射和腔衰减而复活.此外,原子A_1A_2,B_1B_2和腔C_1C_2几何量子失谐的量,取决于其纯度p,并与其成比例,p的值越小,几何失谐越小.它也表明,在原子自发辐射和腔衰减的情况下,原子A_1A_2,B_1B_2和腔C_1C_2的几何量子失谐将经历振荡衰减并最终衰减到零.不过,在没有原子自发辐射和腔衰减的情况下,原子A_1A_2,B_1B_2和腔C_1C_2的几何量子失谐却没有衰减. 展开更多

关键词 量子关联 几何量子失谐 腔qed

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基于腔QED的无信息泄露量子对话(英文) 被引量：1

13

作者 叶天语 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期114-119,共6页

良好的安全性对量子保密通信协议而言是不可或缺的,但信息泄露已成为量子对话的一个严重安全威胁.为了解决信息泄露问题,利用腔QED中原子的演化规律提出一个基于腔QED的无信息泄露量子对话协议,利用腔QED中两个Bell态纠缠交换后的测量... 良好的安全性对量子保密通信协议而言是不可或缺的,但信息泄露已成为量子对话的一个严重安全威胁.为了解决信息泄露问题,利用腔QED中原子的演化规律提出一个基于腔QED的无信息泄露量子对话协议,利用腔QED中两个Bell态纠缠交换后的测量相关性来克服信息泄露问题.研究表明:该协议能够通过安全检测探测到外部窃听者的主动攻击,如截获-重发攻击、测量-重发攻击和纠缠-测量攻击;在每轮通信可以安全交换4比特秘密信息;对信息泄露问题和外部窃听者的主动攻击,都具备良好的安全性. 展开更多

关键词 量子对话 信息泄露 纠缠交换 BELL态 腔qed

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腔QED中混态双原子系统原子布居数演化 被引量：1

14

作者 马美娟 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期451-456,共6页

运用全量子理论和数值计算方法,研究了双J-C模型中处于混态的双原子系统粒子布居差的时间演化规律,讨论了原子初态及腔内光场对粒子布居差演化的影响。计算结果表明:当两腔内的平均光子数相同时,布居差的演化只与两原子的初态纯度和光... 运用全量子理论和数值计算方法,研究了双J-C模型中处于混态的双原子系统粒子布居差的时间演化规律,讨论了原子初态及腔内光场对粒子布居差演化的影响。计算结果表明:当两腔内的平均光子数相同时,布居差的演化只与两原子的初态纯度和光场强度有关,与两原子的初始纠缠无关;而当两光腔内的平均光子数不同时,粒子布居差演化不仅与两原子初态纯度和腔内光场有关,而且还强烈地依赖于两原子的初始纠缠。 展开更多

关键词 量子光学 原子布居数 腔量子电动力学 双J-C模型 扩展Werner态

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基于腔QED的隐形传送四比特团簇类态方案(英文)

15

作者 王学文 何彪 +2 位作者 易早 刘碧兰 易有根 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1382-1386,共5页

本文提出了一个基于腔QED的隐形传送四比特团簇类态方案.在该方案中选用两个GHZ纠缠对作为量子通道.通过对原子和腔场的大失谐作用以及外加强经典场的辅助,可以制备纠缠的量子通道,完成联合的三粒子测量,成功地实现隐形传送四比特团簇类... 本文提出了一个基于腔QED的隐形传送四比特团簇类态方案.在该方案中选用两个GHZ纠缠对作为量子通道.通过对原子和腔场的大失谐作用以及外加强经典场的辅助,可以制备纠缠的量子通道,完成联合的三粒子测量,成功地实现隐形传送四比特团簇类态.结果还表明,此方案不受腔场退相干和热场的影响. 展开更多

关键词 隐形传态 Cluster态 腔qed

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基于腔QED制备四粒子supersinglets

16

作者 张蕾 王宏伟 +3 位作者 李育康 冉锐明 蒙正琦 周琮浩 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2023年第4期124-128,共5页

在双光子跃迁下,本文基于腔量子电动力学(QED)系统提出了一种制备4粒子supersinglets的方案.方案要求腔场最初处于真空态,依次与四个腔场发生共振作用的三能级原子最初处于激发态.分析和讨论了该方案的可行性以及原子-腔场的耦合常数对... 在双光子跃迁下,本文基于腔量子电动力学(QED)系统提出了一种制备4粒子supersinglets的方案.方案要求腔场最初处于真空态,依次与四个腔场发生共振作用的三能级原子最初处于激发态.分析和讨论了该方案的可行性以及原子-腔场的耦合常数对保真度的影响.结果表明:1)该态保真度的值随原子与腔场相互作用时间的不同而不同,选择合适的原子-腔场相互作用过程以及对原子态的探测,可获得具有最大保真度的纠缠态;2)失谐量等于零时,耦合常数越大,保真度对原子与腔场相互作用的时间越敏感. 展开更多

关键词 量子光学 纠缠态 supersinglets 腔qed 保真度

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利用腔QED实现量子态转移

17

作者 卢道明 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期913-916,共4页

利用两个二能级原子和用光纤联接的两个单模光腔构成的系统,给出了实现量子态转移的方案.该方案中两个二能级原子分别处于用光纤联接的单模腔中,并同时与光场发生共振相互作用.通过控制原子与光场的相互作用时间,实现量子态的转移.

关键词 腔qed 二能级原子 量子态转移

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腔QED中利用超导量子干涉仪实现Toffoli门 被引量：5

18

作者 彭俊 邬云文 李小娟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期466-470,共5页

基于腔量子电动力学技术,提出了利用三能级超导量子干涉仪实现Toffoli门的理论方案.利用超导量子干涉仪与腔场发生耦合,以及与外加经典脉冲发生共振跃迁来实现量子态的演化控制.该方案可以拓展到N比特Toffoli门的实现.最后,讨论了逻辑... 基于腔量子电动力学技术,提出了利用三能级超导量子干涉仪实现Toffoli门的理论方案.利用超导量子干涉仪与腔场发生耦合,以及与外加经典脉冲发生共振跃迁来实现量子态的演化控制.该方案可以拓展到N比特Toffoli门的实现.最后,讨论了逻辑门的实验可行性,四比特Toffoli门的作用时间约为30 nm,它远小于腔衰减时间和较高能级的能量驰豫时间,从而足以实现量子态的操控.并且随着比特数的增多,Toffoli门作用时间的增幅较慢. 展开更多

关键词 量子光学 超导量子干涉仪 腔量子电动力学 Toffoli门

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基于腔QED来实现参量下转换过程的方案

19

作者 邓文武 孙利辉 《重庆工学院学报（自然科学版）》 2009年第12期171-175,共5页

通过二阶微扰理论得出体系运动的主方程,通过对主方程的讨论得出体系实现参量下转换过程的条件,并且在修饰态表象中分析了这一体系实现参量下转换过程的物理原因,指出参量下转换过程的实现与强弱主要由通道的跃迁来决定.

关键词 腔qed 参量下转换 方案

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腔QED中超导量子干涉仪概率克隆机的物理实现

20

作者 朱艳 顾永建 +2 位作者 徐舟 谢琳 马丽珍 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期537-542,共6页

提出一个量子概率克隆机的物理实现方案,该方案首先将高Q腔中的两个超导量子干涉仪分别作为初始比特和目标比特,腔模作为测量比特,通过腔模和经典微波脉冲与超导量子干涉仪的多种相互作用实现量子概率克隆机的幺正演化;然后将腔模态映... 提出一个量子概率克隆机的物理实现方案,该方案首先将高Q腔中的两个超导量子干涉仪分别作为初始比特和目标比特,腔模作为测量比特,通过腔模和经典微波脉冲与超导量子干涉仪的多种相互作用实现量子概率克隆机的幺正演化;然后将腔模态映射到另一个超导量子干涉仪上,通过对该超导量子干涉仪磁通量的测量完成状态坍缩,从而以最优的成功概率实现量子态的精确克隆.本方案采用双光子拉曼共振过程加快单比特门的操作速率,并且总操作时间远小于自发辐射和腔模衰变时间,因而在实验上是可行的. 展开更多

关键词 量子光学 腔量子电动力学 超导量子干涉仪 概率克隆机

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